百焦耳激光裝置集中控制系統(tǒng)的研制.pdf

1、百焦耳激光裝置為光學(xué)元件的紫外損傷機理研究提供實驗平臺,以提高用于慣性約束核聚變技術(shù)的激光驅(qū)動器的負(fù)載能力、安全性和可靠性。該裝置的集中控制系統(tǒng)用于實現(xiàn)全裝置的自動化運行,包括控制節(jié)點的集中控制、狀態(tài)監(jiān)測以及輸出激光參數(shù)的自動化采集與測量。
　　根據(jù)控制需求和裝置特點,將此集中控制系統(tǒng)分解為五大子系統(tǒng),包括參數(shù)控制系統(tǒng)、狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)、安全聯(lián)鎖系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)以及存儲系統(tǒng)。參數(shù)控制系統(tǒng)實現(xiàn)裝置參數(shù)的設(shè)置,包括:充電電壓、倍頻晶體位

2、姿、輸出模式、輸出波片角度等等。狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)實現(xiàn)裝置運行狀態(tài)的實時監(jiān)測,包括:水循環(huán)系統(tǒng)接口濕度、倍頻晶體溫濕度、充放電機運行狀態(tài)、步進電機位姿以及設(shè)備通訊狀態(tài)等等。安全聯(lián)鎖系統(tǒng)實現(xiàn)對裝置異常狀態(tài)的警示和處理,包括異常狀態(tài)預(yù)警和應(yīng)急操作。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)負(fù)責(zé)裝置輸出參數(shù)的采集記錄,主要包括輸出激光波形、能量和光斑的采集和數(shù)據(jù)處理。存儲系統(tǒng)負(fù)責(zé)裝置運行狀態(tài)、用戶操作信息、輸出參數(shù)等信息的存儲。
　　集中控制系統(tǒng)的硬件拓?fù)浞桨高x用一級控制

3、策略。根據(jù)控制節(jié)點的設(shè)備特點,通信協(xié)議分別采用了TCP/IP協(xié)議和RS232協(xié)議。軟件設(shè)計采用面向?qū)ο笫?OPP)的程序設(shè)計思想,將各控制對象的特點抽象為相應(yīng)的類,控制對像的參數(shù)用類的成員變量表征,相關(guān)控制功能以該類的成員函數(shù)形式實現(xiàn)。采用此設(shè)計便于系統(tǒng)的功能擴展與二次開發(fā)。
　　在各分系統(tǒng)設(shè)計的基礎(chǔ)上,本論文完成了集中控制系統(tǒng)整體集成設(shè)計與實現(xiàn),并進行了該系統(tǒng)的聯(lián)調(diào)測試。測試結(jié)果表明,此集中控制系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)放大器充電電壓的精確控